Трехфазный умножитель частоты Советский патент 1981 года по МПК H01F38/04 H02M5/16 

Изобретение относится к радиоI электронике и электротехнике и может быть использовано в радиоэлектронных и электротехнических-устройствах в качестве источников питания и генера торов повышенной частоты,iв частности для питания электродвигателей. Наиболее близким к предлагаемому являются трехфазные умножители частоты с кратностью, равной двум, содержащие три идентичных элемента умножения с .однофазными входом и выходом. Использование идентичных элементов умножения позволяет получить стабильные углы сдвига, малый.разбро амплитуд трехфазной системы выходных напряжений. Известное решение может быть распространено на умножители частоты с любой кратностью умножения за исклю ением 3, 6, 9 и т.д. 13Однако, в этом случае элементы ум ножения, а, следовательно, и устройство в целом обладают низкими энерге тическими показателями, большими габаритами и массой. Известны трехфазные умножители частоты с кратностями умножения 4, 5, 7, 8, 10, 11 и т.д., содержащие .два разнотипных элемента умножения с трехфазным входом, свободные от указанных недостатков 2 и 3). Однако разнотипность элементов таких трехфазных умножителей не i позволяет получить постоянства фазовых углов и равенства амплитуд трехфазной системы выходных напряжения при изменении входного напряжения, нагрузки, температуры и других факторов , а также приводит к конструктивным и технологическим трудностям при изготовлении устройства. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, улуч- шение массогабаритных и энергетических показателей трехфазных умножителей частоты. Для достижения указанной цели каждый из элементов умножения выполнен с тремя входными цепями,причем раз.ноименные входные цепи элементов соединены друг с другом и подключены к трехфазному источнику питания. При этом разноименные входные цеи элементов соединены последоваельно. Разноименные входные цепи элеменов соединены параллельно. На фиг. 1 изображена схема увосьмерителя частоты а последовательным соединением входных обмоток элементов; на фиг. 2 - векторные диаграммы фазных входных токов и МДС обмоток сердечников; на фиг, 3 - схема объединения входных обмоток элементов в фазные цепи при параллельном соединении. Увосьмеритель частоты (фиг. 1)содержит три известных идентичных элемента 1-3 с трехфазным входом и одно фазным выходом, каждый из которых включает в себя восемь сердечников 4-11, входные цепи, составленные из обмоток 12-19, 20-27, 28-35 отдельных сердечников и имеющие входные зажимы 36-38 и выходные зажимы 39-41 соответственно, обмотку подмагничивания 42 и выходную обмотку 43. Разноименные входные цепи элементов включены последовательно и образуют фазные входные цепи увосьмерителя. Так в каждую фазу входит цепь с зажимами 36 и 39 одного элемента, цепь с зажимами 37 и 40 другого элемента и цепь с зажимами 38 и 41 третьего элемента. Фазные цепи симметричны и имеют равные сопротивления; Устройство работает следующим об разом. При протекании фазных токов ., ig , i., создаются МДС обмоток серреч никОв. Витки первичных обмоток 12-3 выбираются таким образом, чтобы результирующая МДС первичных обмоток каждого из сердечников 4-11 в совокупности образовывали симметричную восьмифазную систему. Результирующа МДС представляет -собой геометрическую сумму МДС отдельных обмоток. На фиг. 2 приведены векторные Диаграм мы МДС отдельных обмоток и результи рующие МДС. F. - Fg обмоток сердечников 4-11 элементов 1-3 соответственно, построенные для случая, когд тока 1д , ig, i образуют симметрич ную трехфазную систему и число витк первичных обмоток 12-35 выбрано рав ным % -w-is- а,704 Wo 21 -% -% Wj4 0,151 Wo 22- -V -V 53 0,915 WQ W23 -W2r Wj.i 0,422 WQ V .e 20 24 W3, где WQ - базовое число витков,знак минус означает, что данная обмотка включена встречно. Как видно из. век торных диаграмм, восьмифазные системы результирующих МДС элементов 1 3 имеют фазовый сдвиг относительно друг друга на 15 эл. град .Такой сдвиг обеспечивается предлагаемым включением входных обмоток элементов.Пр умножении частоты, а, следовательно и фазового угла (15 эл. град.) в зосемь раз напряжения восьмых гарМОНИК на выходных обмотках 43 элементов 1-3 окажутся сдвинутыми на 120 эл. град, между собой,, образуя симметричную трехфазную систему. На фиг. 3 показан вариант образования входных цепей устройства путём параллельного соединения разноименных входных цепей с зажимами 3639, 37-40, 38-41 элементов 1-3. Использование предлагаемого тех.нического решения позволяет построить трехфазные умножители частоты с любыми кратностями умножения за исключением 3,6,9,... . Примененные элементы умножения с трехфазным входом посрав нению с элементами, имеющими однофазный вход, обладают лучшими техническими характеристиками: большей величиной удельной мощности преобразования, меньшими габаритами и др. Таким образом, предлагаемое устройство, сохраняя стабильность углов сдвига и малый разброс амплитуд трехфазной системы выходных напряжений, унифицированную конструкцию, обладает повышенными энергетическими показателями, меньшими габаритами и массой при умножении частоты с кратностью, большей трех. Формула изобретения 1.Трехфазный умножитель частоты, содержащий три идентичных элемента умножения с однофазными выходами. образующими в совокупности три группы выходных выводов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, улучшения массогабаритных и энергетических показателей, каждый из элементов умножения выполнен с тремя входными цепями, причем разнЪименные входные цепи элементов соединены друг с другом и подключены к трехфазному источнику питания. 2.Умножитель по п. 1, отличающийся тем, что разноименные входные цепи элементов соединены последовательно. 3.Умножитель по п. 1, отличающи йся тем, что разноименные входные цепи элементов соединены параллельно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бамдас A.M., Кулинич В.А. Шапиро С.В. Статические электромагнитные преобразователи частоты и числа фаз. М-Л., Госэнергоиздат, 1961, : с. 4.6, рис. 3-3 (прототип). 2.Бамдас A.M., Блинов И.В., Захаров Шапиро с.ь.: С.В. Ферромагнитные умножители частоты, вып. 18, М., Энергия, 1968, с. 122, 138, рис. 7.3. 3.Авторское свидетельство СССР |№ 331431, кл. Н 01 F 35/00, 1972. J

е

SS Г

cx37oil4

-I 39 I о

I /7

h:7

j

-1 39

-OX

-oY -oV/

-oZ

W

V/

-o-